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景杰重磅快讯丨类器官个性化蛋白组揭示结直肠癌的特征

来源:景杰生物 2017-02-23 10:21

 
景杰编者按:荷兰乌得勒支大学Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck研究团队,最近在国际知名期刊Cell Reports上发表的文章,通过对人类健康和结直肠癌肿瘤的类器官进行定量蛋白组学和转录组学研究,发现每个病人在蛋白组水平上均具有独特的类器官特征,表明个性化的病人类器官蛋白组表达谱可有助于病人的诊断和精准治疗。景杰生物作为全球蛋白质及蛋白质修饰的领跑者,可以为您提供从组学筛选到抗体定制的全套方案,为您的科研助一臂之力。
 
疾病在分子水平上非常复杂,而且与个体的身体状况紧密相关,这就使得通过精准治疗来优化临床治疗效果变得更加重要。最近发展起来的类器官技术可在三维的体外培养系统中模拟个体组织体内的特征。为了研究健康的和肿瘤的结直肠组织蛋白水平的变化情况,Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck研究团队选取7个病人的结肠肿瘤和其附近的健康结肠用于类器官的制备,并利用质谱对类器官的蛋白组进行了分析。在每对(肿瘤-健康)类器官中,鉴定了约7600个蛋白,其中6340个蛋白能够被定量。DNA损伤修复蛋白MSH3是复制后DNA错配修复系统的成分,能够维持基因组的稳定性。MSH3在病人7的肿瘤类器官中表达显著下调,而在其他病人中表达量几乎没有变化。表明结直肠癌病人的蛋白表达具有多样性。

 
通过对7例结直肠癌病人的类器官进行分析发现,78个蛋白在肿瘤类器官中上调,而227个蛋白下调。进一步分析发现,一些已报道的结直肠癌特有的蛋白PALM3和GPR56在本研究中被鉴定到了。而且本研究在类器官中鉴定的蛋白与TCGA数据库中结直肠癌的数据高度吻合,这表明可以利用类器官进行相应疾病的研究,为精准医疗提供了新的思路。另外,转录组的数据显示,23和122个转录本分别在肿瘤类器官中上调和下调。对7个病人健康和肿瘤组织的类器官的蛋白组数据和转录组数据进行聚类分析发现,尽管基因和蛋白的特征都能将肿瘤类器官与健康组织的类器官区分开,但是每个病人在蛋白水平具有独特的类器官特征。
 
对在蛋白组中鉴定的5320个蛋白,也获得了其在转录水平的表达数据。通过对这些基因在蛋白水平和转录水平的变化倍数进行比较发现,只有22个基因在蛋白水平和转录水平有相似的变化。而且在这22个基因中只有STY7在两个数据中均上调。

 
尽管Shabaz Mohammed和Albert J.R. Heck等观察到病人的蛋白组表现出明显的个性化特征,但还是可以从所有病人的蛋白组数据中提取一些肿瘤相关的特征,例如,可以关注结直肠癌中经常发生突变的Wnt信号途径。通过比较发现,Wnt信号通路中的多个蛋白在肿瘤和健康组织类器官的蛋白组中发生了显著变化。
 
综上,本研究进一步突出了类器官作为癌症精准研究模式系统的潜力,证实了基于质谱技术的蛋白质组学在疾病研究中的可行性和优势。
 
参考文献:Cristobal, A., H. W. van den Toorn, et al. (2017). "Personalized Proteome Profiles of Healthy and Tumor Human Colon Organoids Reveal Both Individual Diversity and Basic Features of Colorectal Cancer." Cell Rep 18(1): 263-274.
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